母線失壓的故障原因和措施

1、故障情況介紹

　　2005年3月10日，湖北荊門地區大風、強降溫天氣，從氣象局氣象資料獲知極大風速達19.4米/秒。23時50分，棗山變主控制室事故音響喇叭、警鈴響，220kv母差保護動作,220KV母差保護屏“Ⅱ母差動”、“Ⅱ母復歸延時動作”等信號燈亮，荊棗一回棗07、母聯棗08、＃2主變高壓側棗05開關跳閘，＃2母線停電。

　　經現場檢查，220KV＃2母線A相避雷器從基座瓷瓶上閥蘭處斷裂掉落地面，互02B相PT壓力膨脹器膨脹，B相避雷器動作一次。

　　2、故障前運行方式及事故損失情況

　　故障前220kV系統運行方式：荊棗一回棗07開關、荊棗二回棗09開關分別送220KV＃2、＃1母線，220KV母聯棗08開關聯絡運行，江棗線棗01開關接＃1母線送線路。棗02開關供＃1主變，棗05開關供＃2主變

事故前站內220kV系統一次接線簡圖：

　　3、故障過程及保護動作分析

　　從棗08開關保護故障錄波圖分析看出，本次事故分兩個過程：

　　3.123時49分52秒，互02PTA相避雷器從基座瓷瓶上閥蘭處斷裂掉落地面，A相長久性接地，母差保護啟動，經47ms切除棗08、棗07、棗05開關，＃2母線失壓。母差保護動作正確。同時，將棗07開關收發訊機停訊，對側荊13開關高頻零序保護動作跳A相，經0.8s重合成功，保護動作正確。本站采用南自廠HMZ－101（D）母線保護，荊13開關采用WXH-11＋CKJ-1線路保護,事故后各級保護動作正確，未造成事故范圍擴大。

　　3.2母線失壓后出現鐵磁諧振現象[1]，出現諧振過電壓，電壓波形畸變，持續12.5s以后（因故障錄波圖只能記錄此時間段），83msB相電壓達*大值233.4KV,為相電壓1.83倍；C相電壓為120KV，略低于相電壓;A相因接地，電壓接近為零。B相過電壓導致B相PT鐵芯飽和而嚴重過熱損壞，PT壓力膨脹器沖頂，B相避雷器動作。

　　4、事故原因分析

　　4.1220KV互02PTA相避雷器從基座瓷瓶上閥蘭處斷裂是此次發生事故的直接原因。該避雷器型號為Y10W5－200/520型，河南金冠王碼信息產業股份有限公司避雷器事業部（原南陽氧化鋅避雷器廠）生產，94年4月出廠，當年12月投入運行，使用醴陵電瓷廠H85中強度瓷瓶，抗彎強度8000N。經與河南金冠王碼信息產業股份有限公司（原南陽氧化鋅避雷器廠）初步分析，認為本次底座瓷套折斷為產品質量原因。該類避雷器93年至96年期間均采用湖南醴陵電瓷廠的瓷套，為中強度瓷，抗彎強度8000N。據了解，該公司93年開始生產220kV氧化鋅避雷器，目前已生產110kV、220kV避雷器約4萬只，共發生類似棗山的底座瓷套折斷事故4起，在浙江因臺風、在河南新鄉因惡劣天氣大風各發生一次。

　　4.2發生諧振過電壓是造成B相PT損壞的原因。＃2PT為JDCF-220型電磁型互感器，湖南衡陽互感器廠生產，94年9月出廠，當年12月投入運行。在故障切除＃2母線時，＃2主變失去接地中性點，因開關斷口均壓電容、母線對地電容的存在，引起諧振現象[2]，B、C相電壓升高。荊棗一回線路重合成功后，經棗07開關斷口電容對母線充電，使諧振過電壓持續12.5s以后，因此B、C相一直存在高電壓。

 
　　5、采取的措施和建議

　　5.1更換避雷器。金冠王碼公司避雷器事業部自98年開始改進底座，新更換避雷器改進性能主要在底座支撐和瓷套，新底座為鋼板4柱式結構。瓷墊為陜西飛機修造廠生產的高強度瓷，抗彎強度13000N；瓷套為河南長葛電瓷廠生產的高強度瓷，抗彎強度15000N。

　　5.2請有關技術鑒定部門對折斷瓷瓶做鑒定，對＃1母線避雷器等同批次瓷套分析鑒定，根據結果決定是否更換，同時開展對瓷套的定期超聲波探傷檢測（根據廠家意見，此類瓷套可以做檢測）。

　　5.3 建議在條件允許的情況下，進行技術改造，更換電壓互感器為電容式電壓互感器（CVT）。

　　5.4 在更換電壓互感器之前，在棗山變電站加裝BX220型變電站消諧裝置。

　　設備損失情況：3月11日，對B相PT油色譜分析結果為總烴為20445.9μl/l，其中CH4 5892.7μl/l、C2H67867.11μl/l 、C2H4 6611.11μl/l 、C2H2 75.1μl/l，H2為6557.86μl/l，CO為23985μl/l，CO2為128371.04μl/l。各注意值均嚴重超標，經三比值計算判斷為內部高熱故障。C相PT油色譜分析結果各氣體組分含量均在正常范圍內，但總烴與上次值比較增長較快。A相避雷器損壞。